一種基于機器學習的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視頻分析系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于運煤火車錯鉤狀態(tài)監(jiān)測的視頻分析系統(tǒng)。
技術背景
[0002]翻車機完成翻轉火車車廂卸載煤炭的功能，是港口煤炭運輸?shù)暮诵脑O備。運煤火車由于在輸運過程中，經過多次編組，經常會產生錯鉤現(xiàn)象。到達目的地后，翻車機大臂把車廂翻轉，將車廂內的物料傾倒出，并由下面的傳送帶將物料運走。就在這個過程中，一旦出現(xiàn)火車錯鉤現(xiàn)象(即連接車廂的兩個鉤頭均為錯鉤)，翻車機繼續(xù)作業(yè)將可能會損壞鉤頭、夾輪器以及定位車減速機軸承，嚴重時還可能造成火車掉道事故。這些事故既影響生產效率，又造成巨大經濟損失。
[0003]然而，目前存在的火車鉤識別系統(tǒng)多采用激光器與PLC聯(lián)合的方法，誤檢率高且不具備事后的查詢能力。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)，以智能目標檢測、目標識別算法為基礎，對煤車翻車前進行車鉤定位分析，提供事前預警和事后檢索功能。系統(tǒng)在各種氣候條件和不同的光照情況下，都可以達到很好的預警能力。
[0005]這種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，其特征在于:
[0006](I)所述監(jiān)視單元包括在站臺上以標準火車車廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車車廂間連接處連續(xù)設有若干個監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設有網絡攝像頭和補光燈；
[0007](2)所述控制單元包括網絡視頻采集設備、POE交換機、顯示器、視頻分析服務器；
[0008](3)所述網絡攝像頭和補光燈通過通訊線纜與POE交換機連接并通過網絡將視頻信號經由網絡視頻采集設備傳送至視頻分析服務器并在顯示器上顯示；
[0009](4)視頻分析服務器可以通過網絡下發(fā)控制指令至網絡攝像頭和補光燈。
[0010]所述網絡攝像頭與補光燈與車廂連接處成45°夾角。
[0011]所述視頻信號和分析結果存儲在視頻分析服務器上以供事后查詢。
[0012]這種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測方法，其特征在于:
[0013]步驟一，通過網絡攝像機獲取煤車視頻圖像；
[0014]步驟二，對當前幀進行智能分析，判斷當前圖像中是否存在火車車鉤，使用模式識別的方法準確定位出火車車鉤的位置；
[0015]步驟三，對圖像內車鉤狀態(tài)狀態(tài)進行識別，若識別為非死鉤，則返回步驟一，若識別為死鉤，轉到步驟四；
[0016]步驟四，監(jiān)測死鉤狀態(tài)報告數(shù)，達到報警閾值后出發(fā)報警。
[0017]進一步的，在步驟三中，對左右車鉤風管位置的子圖像分別提取特征，對提取的特征向量進行識別，如果左邊風管和右邊風管位置的子圖像同時被識別為風管，或者不是風管，那么當前圖像中的車鉤為正常車鉤；反之，為錯鉤；
[0018]進一步的，在步驟四中，系統(tǒng)取進入有效檢測區(qū)域后的第a+Ι幀開始識別，并且隨后的m幀進行累積報警判斷，即如果隨后的m幀中η幀以上都判斷為正常車鉤那么該車鉤判斷為非死鉤，否則，系統(tǒng)會判定該車鉤為死鉤。
[0019]所述a取值為5，所述b取值為5，所述m取值為10，n/m取值為0.7。
[0020]本發(fā)明采用智能視頻分析的方法對運煤車車鉤進行檢測分析。該從網絡攝像機獲取實時視頻，通過服務器處理，準確定位火車車廂掛鉤位置，并對車鉤風管進行分析，準確判斷進站的運煤火車每節(jié)車廂掛鉤的狀態(tài):活鉤還是錯鉤，從而進行有效的報警。運煤火車錯鉤檢測的核心技術是要解決全天候監(jiān)控運煤火車的車鉤定位、風管識別問題。算法要能抵抗各種氣候條件和光照條件的影響，保證在極低的漏報情況下，保持很低的誤報率。
【附圖說明】
[0021]附圖1監(jiān)控立桿實施方案圖
[0022]附圖2運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)框架圖
[0023]附圖3車鉤定位過程的流程圖
[0024]附圖4車鉤風管識別過程的流程圖
[0025]附圖5智能視頻分析系統(tǒng)流程圖
【具體實施方式】
[0026]下面我們結合附圖和具體的實例來對這種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)進行進一步的詳細說明，以求更為清楚明白地闡述其結構和使用方式。
[0027]這種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，其特征在于:
[0028](5)所述監(jiān)視單元包括在站臺上以標準火車車廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車車廂間連接處連續(xù)設有若干個監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設有網絡攝像頭和補光燈；
[0029](6)所述控制單元包括網絡視頻采集設備、POE交換機、顯示器、視頻分析服務器；
[0030](7)所述網絡攝像頭和補光燈通過通訊線纜與POE交換機連接并通過網絡將視頻信號經由網絡視頻采集設備傳送至視頻分析服務器并在顯示器上顯示；
[0031](8)視頻分析服務器可以通過網絡下發(fā)控制指令至網絡攝像頭和補光燈。
[0032]所述網絡攝像頭與補光燈與車廂連接處成45°夾角。
[0033]所述視頻信號存儲在視頻分析服務器上以供事后查詢。
[0034]這種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測方法，其特征在于:
[0035]步驟一，通過網絡攝像機獲取煤車視頻圖像；
[0036]步驟二，對當前幀進行智能分析，判斷當前圖像中是否存在火車車鉤，使用模式識別的方法準確定位出火車車鉤的位置；
[0037]步驟三，對圖像內車鉤狀態(tài)狀態(tài)進行識別，若識別為非死鉤，則返回步驟一，若識別為死鉤，轉到步驟四；
[0038]步驟四，監(jiān)測死鉤狀態(tài)報告數(shù)，達到報警閾值后出發(fā)報警。
[0039]進一步的，在步驟三中，對左右車鉤風管位置的子圖像分別提取特征，對提取的特征向量進行識別，如果左邊風管和右邊風管位置的子圖像同時被識別為風管，或者不是風管，那么當前圖像中的車鉤為正常車鉤；反之，為錯鉤；
[0040]進一步的，在步驟四中，系統(tǒng)取進入有效檢測區(qū)域后的第a+Ι幀開始識別，并且隨后的m幀進行累積報警判斷，即如果隨后的m幀中η幀以上都判斷為正常車鉤那么該車鉤判斷為非死鉤，否則，系統(tǒng)會判定該車鉤為死鉤。
[0041]所述a取值為5，所述b取值為5，所述m取值為10，n/m取值為0.7。
【主權項】
1.一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，其特征在于: 所述監(jiān)視單元包括在站臺上以標準火車車廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車車廂間連接處連續(xù)設有若干個監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設有網絡攝像頭和補光燈； 所述控制單元包括網絡視頻采集設備、POE交換機、顯示器、視頻分析服務器； 所述網絡攝像頭和補光燈通過通訊線纜與POE交換機連接并通過網絡將視頻信號經由網絡視頻采集設備傳送至視頻分析服務器并在顯示器上顯示； 視頻分析服務器可以通過網絡下發(fā)控制指令至網絡攝像頭和補光燈。2.如權利要求1所述的一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述網絡攝像頭與補光燈與車廂連接處成45°夾角。3.如權利要求1所述的一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻信號存儲在視頻分析服務器上以供事后查詢。4.一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測方法，其特征在于: 步驟一，通過網絡攝像機獲取煤車視頻圖像； 步驟二，對當前幀進行智能分析，判斷當前圖像中是否存在火車車鉤，使用模式識別的方法準確定位出火車車鉤的位置； 步驟三，對圖像內車鉤狀態(tài)狀態(tài)進行識別，若識別為非死鉤，則返回步驟一，若識別為死鉤，轉到步驟四； 步驟四，監(jiān)測死鉤狀態(tài)報告數(shù)，達到報警閾值后出發(fā)報警。5.如權利要求4所述的一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測方法，其特征在于:在步驟三中，對左右車鉤風管位置的子圖像分別提取特征，對提取的特征向量進行識另IJ，如果左邊風管和右邊風管位置的子圖像同時被識別為風管，或者不是風管，那么當前圖像中的車鉤為正常車鉤；反之，為錯鉤。6.如權利要求4所述的一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測方法，其特征在于:在步驟四中，系統(tǒng)取進入有效檢測區(qū)域后的第a+Ι幀開始識別，并且隨后的m幀進行累積報警判斷，即如果隨后的m幀中η幀以上都判斷為正常車鉤那么該車鉤判斷為非死鉤，否貝1J，系統(tǒng)會判定該車鉤為死鉤。7.如權利要求6所述的一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測方法，其特征在于:所述a取值為5，所述b取值為5，所述m取值為10，n/m取值為0.7。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于機器學習的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)及方法，一種基于智能視頻分析的運煤火車錯鉤檢測系統(tǒng)，包括監(jiān)視單元和控制單元，所述監(jiān)視單元包括在站臺上以標準火車車廂為間隔在相鄰兩節(jié)火車車廂間連接處連續(xù)設有若干個監(jiān)控立桿，所述監(jiān)控立桿上還設有網絡攝像頭和補光燈；所述控制單元包括網絡視頻采集設備、POE交換機、顯示器、視頻分析服務器；所述網絡攝像頭和補光燈通過通訊線纜與POE交換機連接并通過網絡將視頻信號經由網絡視頻采集設備傳送至視頻分析服務器并在顯示器上顯示；視頻分析服務器可以通過網絡下發(fā)控制指令至網絡攝像頭和補光燈。
【IPC分類】G06T7/00, H04N7/18
【公開號】CN104992427
【申請?zhí)枴緾N201510117467
【發(fā)明人】吳正芳, 唐雨佳, 范柘, 蘇飛, 張志敏
【申請人】上海安維爾信息科技股份有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年3月17日